Energieanalyse der Kläranlage des RHV Gerichtsbezirk Mauthausen-Ost und Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Energieoptimierung

Abstract

Kommunale Kläranlagen zählen zu den größten Energieverbrauchern innerhalb einer Kommune. Gleichzeitig gewinnt die Verbesserung der Energieeffizienz aufgrund steigender Energiekosten und der zukünftigen Anforderungen der Europäischen Union zunehmend an Bedeutung. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, die energetische Situation der Kläranlage des RHV Gerichtsbezirk Mauthausen-Ost zu bewerten und geeignete Handlungsempfehlungen zur Energieoptimierung auszuarbeiten. Als Grundlage wurden die Betriebs- und Energiedaten des Jahres 2025 verwendet. Die Kläranlage besitzt eine Ausbaugröße von 39.200 Einwohnerwerten. Anhand der mittleren CSB-Zulauffracht wurde eine tatsächliche Belastung von 32.761 Einwohnerwerten ermittelt. Die Untersuchung erfolgte anhand des Energiechecks nach dem Arbeitsblatt DWA-A 216 sowie nach dem Leitfaden für die Erstellung eines Energiekonzeptes kommunaler Kläranlagen. Dadurch konnten sowohl eine statistische Einordnung als auch eine detaillierte Betrachtung der einzelnen Verbrauchergruppen vorgenommen werden. Der gesamte elektrische Energieverbrauch betrug im Jahr 2025 rund 793.740 kWh. Daraus ergibt sich ein spezifischer Stromverbrauch von 24,2 kWh/EW*a, welcher im unteren Bereich der Vergleichswerte für vergleichbare Anlagen liegt. Das Blockheizkraftwerk erzeugte aus Faulgas rund 421.074 kWh elektrische Energie. Der Eigenversorgungsgrad durch die Faulgasverstromung betrug damit 53,1 % und erhöhte sich unter Berücksichtigung der Photovoltaikanlagen auf rund 65,5 %. Besonders die Belüftung arbeitet nach dem Austausch der Streifenbelüfter bereits sehr energieeffizient. Optimierungspotenziale wurden unter anderem bei den Rührwerken, den Umwälzpumpen, der Wärmeversorgung sowie bei einzelnen Aggregaten der Schlammbehandlung festgestellt. Auf Grundlage der Ergebnisse wurden technische und betriebliche Maßnahmen ausgearbeitet und anhand ihres Kosten-Nutzen-Verhältnisses gereiht. Die höchste Priorität besitzen die Optimierung der Rührwerke, der Schwimmschlammpumpen und der Umwälzpumpen. Weitere Maßnahmen betreffen die Belüftung, die Beheizung der Betriebsgebäude, die Schlammbehandlung sowie die thermische Sanierung des Faulturms. Dadurch können der Energieverbrauch und die Betriebskosten weiter verringert sowie die Eigenenergieversorgung verbessert werden. Die Untersuchung zeigt, dass sich die Kläranlage bereits in einem insgesamt guten energetischen Zustand befindet. Trotzdem bestehen weitere Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz.

Municipal wastewater treatment plants are among the largest energy consumers within municipalities. Improving their energy efficiency is becoming increasingly important due to rising energy costs and future requirements of the European Union. The aim of this thesis is to assess the energy situation of the wastewater treatment plant operated by RHV Gerichtsbezirk Mauthausen-Ost and to develop recommendations for further energy optimisation. The investigation was based on operational and energy data from 2025. The wastewater treatment plant has a design capacity of 39,200 population equivalents. Based on the average influent chemical oxygen demand load, an actual load of 32,761 population equivalents was calculated. The assessment was carried out using the energy check according to DWA-A 216 as well as the Austrian guideline for preparing an energy concept for municipal wastewater treatment plants. This allowed both a statistical classification and a detailed evaluation of the individual energy-consuming groups. In 2025, the total electrical energy consumption amounted to approximately 793,740 kWh. This results in a specific electricity consumption of 24.2 kWh per population equivalent and year, which is within the lower range of the reference values of compareable plants. The combined heat and power unit generated approximately 421,074 kWh of electricity from sludge gas. The electrical self-sufficiency rate from sludge gas was 53.1 % and increased to approximately 65.5 % when the photovoltaic systems were included. The aeration system already operates very efficiently following the replacement of the aeration elements. Further optimisation potential was identified for the mixers, sludge circulation pumps, heat supply and individual units used for sludge treatment. Based on the results, technical and operational measures were developed and prioritised according to their cost-benefit ratio. The optimisation of the mixers, floating scum pumps and sludge circulation pumps received the highest priority. Further measures concern the aeration system, the heating of the operational buildings, sludge treatment and the thermal renovation of the sludge tower. These measures can further reduce energy consumption and operating costs while improving the plant’s energy self-sufficiency. The analysis shows that the wastewater treatment plant is already in a generally good energetic condition. Nevertheless, further potential for improving energy efficiency remains.